[Tisk]  [Poslat e-mailem]  [Hledat v článcích]
Metody vhodné pro měření a hledání netěsností I.
Datum: 18.7.2001
Autor: Ing. F.UNGR, UTM Plzeň
Stručný popis jednotlivých metod vhodných pro měření a hledaní netěsností strojů a zařízení.Z přehledu je patrno, že při zkoušení netěsnosti potřebujeme navíc, kromě specifické zkušební metodiky, perfektní měření mnoha fyzikálních veličin, zejména teplot a teplotních polí. Každá firma, která produkuje vhodnou přístrojovou techniku ji vybavuje řadou vlastností podle své koncepce. Proto tatáž metoda zkoušení mívá odlišný postup a průběh, podle aplikované techniky. Všechny běžné způsoby zkoušení netěsnosti jsou podrobně popsány v učebních textech fy UTM „Zkoušení těsnosti strojů a zařízení“ které jsou vhodné jak pro školení, tak jako příručky pro praxi.

1.00 METODY ULTRAZVUKOVÉ
1.01 Detekce ultrazvuku šířeného vzduchem

tekutina (kapalina, plyn, pára) proudící z netěsnosti dostatečnou rychlostí generuje v ovzduší zvuk a frekvenci cca 21 kHz. Místo výtoku lze zaměřit selektivním směrovým mikrofornem s elektronickou úpravou signálu. Dosah cca 5m, hrubá citlivost. Vhodné pro parní kotle, turbíny, kondenzaci a podobně. Metoda vhodná pro diagnostiku a údržbu. Přístroj je bateriový, přenosný.

1.02 Detekce ultrazvuku šířeného kovem
Tekutina proudící netěsností dostatečnou rychlostí generuje v kovu zvuk o frekvenci cca 60 kHz. Místo výtoku lze zaměřit selektivním dotykovým snímačem s elektronickou úpravou signálu. Dosah podle systému až desítky m, hrubá citlivost. Vhodné pro parní kotle, turbíny, kondenzaci, netěsnící armatury a podobně. Kombinací více snímačů lze vadu i v husté vestavbě. Metoda vhodná pro diagnostiku a údržbu. Na tomto principu lze sestrojit diagnostický systém.

2.00 METODY BAREVNÉ INDIKACE
2.01 Metoda zviditelnění průsaku aplikací vývojky a penetrační kapaliny.
Vzlínavá kapalina pronikne netěsností do vývojky na protilehlé straně a vytvoří v ní viditelné skvrny. Nejčastěji se volí jako kapalina petrolej a jako vývojka zaschlé vápenné mléko. V této kombinaci se používá během stavby lodních těles a velkoobjemových nádrží a zásobníků. Další obvyklou kombinací je obarvený olej (parafínový, terpentýnový apod.) a jako vývojka suspenze ze syntetického lihu a plavené křídy. Citlivost závisí na době vymezené pro vzlínání. Postup se volí podle vlastností zvolené kombinace prostředků. Materiály, obvyklé v metodě KPM lze aplikovat omezeně jen za určitých podmínek. Metoda je vhodná pro výrobu a údržbu. Je obtížné stanovit optimální dobu vzlínání (1 minuta až 100 hodin). Citlivost hrubá až střední podle času.

2.02 Metoda zviditelnění průsaku kapaliny aplikací fluorescenčního barviva.
Tato metoda je často doplňkem hydraulické pevnost zkoušky, kdy se do hydraulické kapaliny přidá fluorescenční barvivo. To umožňuje rozlišit orosení kovových stěn od průniků netěsností. Při vizuální prohlídce se osvěcuje za tmy, nebo šera zdrojem UV záření. Kapky roztoku při osvitu žlutozeleně světélkují. Citlivost v relaci s hydraulickou zkouškou cca 1,OE-3ml.s-1. Metoda je vhodná pro výrobu a údržbu. Problémem je odbarvení soustavy po zkoušce.

2.03 Metoda zviditelnění průsaku alkalického roztoku do vývojky, která při chemické reakci mění barvu.
Tato metoda má omezenou aplikační oblast na stěny a spoje aparátů chemických provozů, jejichž běžnou pracovní náplní jsou zásaditě reagující kapaliny. Z vnější strany se nanáší jako vývojka barva obsahující chemikálií, která při reakci se zásaditým roztokem změní výrazně barvu. Citlivost závisí na vlastnostech použitých látek. Metoda je vhodná pro výrobu a údržbu v některých typech chemických provozů. Problémem je přítomnost alkalických par v ovzduší, které vývojku rovněž exponují. Po epozici následuje vizuální kontrola.

2.03 Metoda zviditelnění průniku alkalických par do vývojky, která při chemické reakci mění barvu.
Tato metoda má omezenou aplikační oblast na stěny a spoje aparátů chemických provozů, jejichž běžnou pracovní náplní jsou zásaditě reagující páry a plyny, nejčastěji amoniak. Z vnější strany se nanáší jako vývojky barva obsahující chemikálií, která při reakci se zásaditým prostředím změní výrazně barvu. Citlivost závisí na vlastnostech použitých látek. Metoda je vhodná pro výrobu a údržbu. Pro náročnost manipulace se čpavkem a bezpečnostní rizika se mimo plně zabezpečené chemické provozy neuplatňuje.

3.00 METODY BUBLINKOVÉ
3.01 Metoda bublinková, ponořovací.
Tato metoda spočívá v tom, že zkoušený objekt se naplní zkušebním plynem na zkušební tlak a potom se ponoří do zkušební kapaliny. Vizuálně se pozoruje, zda nedochází k soustavnému výronu bublinek v místě případné netěsnosti. Zkušebním plynem je nejčastěji vzduch a kapalinou voda. Metoda je vhodná pro výrobu i opravárenství. Citlivost cca 1,OE-4 Pa.m3.s1.

3.02 Metoda bublinková s nanášením filmu pěnotvorného roztoku.
Tato metoda spočívá v tom, že zkoušený objekt se naplní zkušebním plynem na zkušební tlak a potom se povrch určený k inspekci pokrývá filmem pěnotvorného roztoku. Vizuálně se pozoruje, zda nedochází k soustavné tvorbě bublinek v místě případné netěsnosti. Zkušebním plynem je nejčastěji vzduch. Zkušební roztok má být speciální atestovaný přípravek, jehož vlastnosti jsou ověřeny a zaručeny. Metoda je vhodná pro výrobu a opravárenství Citlivost zkoušení cca 1,OE-4 Pa.m3.s-1 , v laboratorních podmínkách až 1,OE-6 Pa.m3.s-1

3.03 Metoda bublinková s příložnou vakuovou komůrkou.
Tato metoda spočívá v tom, že zkoušený objekt se přiloží komůrka opatřená na přilehlé straně měkkým těsněním a na protilehlé straně průzorem. Pomocí vývěvy, která je spojená s komůrkou pružnou hadicí se v komůrce vytvoří zkušební vakuum. Na zkoušený úsek vymezený velikostí komůrky se nanese buď pře přiložením komůrky, nebo pomocí přívodního zařízení po přiložení. Povrch určený k inspekci se pozoruje průzorem, zda nedochází k soustavné tvorbě bublinek v místě případné netěsnosti. Průtok vzduchu netěsností je vyvolán pod tlakem v komůrce. Zkušební roztok má být speciální atestovaný přípravek, jehož vlastnosti jsou ověřeny a zaručeny. Metoda je vhodná pro výrobu a opravárenství. Citlivost cca 1,OE-4 Pa.m3.s-1, v laboratorních podmínkách až 1,OE-5 Pa.m3.s-1

3.04 Metoda bublinková se zvláštními parametry zkoušení.
Metodu bublinkovou ponořovací lze aplikovat i na předměty zcela uzavřené. Zkušební přetlak lze vyvolat buď uložením předmětu na určitou dobu do přetlaku plynu. Případnou netěsností dovnitř proudí plyn a po ponoření zase ven. Další možností je vytvořením do hork=ho silikonového oleje, nebo kombinací, kdy se nad hladinou po ponoření sníží tlak na hodnotu potřebou pro zkoušku. Metoda je vhodná pro menší předměty a to hlavně pro výrobu. Citlivost závisí na parametrech zkoušky a pozornosti obsluhy.

4.00 METODY MĚŘENÍ ZMĚN TLAKU
(bez kompenzace, s kompenzací vlivu změn teploty, s kompenzací změn vlhkosti)
4.10 Metoda měření netěsností sledováním vzrůstu tlaku ve vakuu
Metoda spočívá v tom, že se zkoušený objekt vyčerpá na zkušební vakuum, odpojí od zdroje vakua a potom se měří určitou dobu vzrůst tlaku ve vakuu. Pokud je na objektu netěsnost, vzniká dovnitř vzduch z volné atmosféry a vakuum se postupně zhoršuje, úměrně velikosti netěsnosti . Zkoušku komplikují plyny a páry absorbované vnitřními povrchy. Další podmínkou aplikace metody je dostatečná tvarová stabilita zkoušeného objektu, jehož tuhost musí odolat vnějšímu barometrickému tlaku. Důležitou okolností je volba optimálního intervalu vakua pro zkoušku a vhodná instrumentace. Citlivost zkoušky je závislá na velikosti zkoušeného objektu, době vymezené pro zkoušku a parametrech měřidla vakua. Zkouška je vhodná pro výrobu i pro servis. Zkouška je levná, ale trvá dlouho.

4.21 Metoda měření netěsnosti sledováním poklesu tlaku v přetlaku
Metoda spočívá v tom, že se zkoušený objekt naplní zkušebním plynem na zkušební tlak, odpojí od zdroj plynu a potom se určitou dobu měří změny tlaku. Pokud je na zkoušeném objektu netěsnost, uniká zkušební plyn ven do volné atmosféry a zkušební tlak klesá. Zkouška musí probíhat v souladu s normami a bezpečnostními předpisy. Důležitou okolností je volba zkušebního režimu a vhodné instrumentace. Citlivost zkoušky je závislá na velikosti zkoušeného objektu, době zkoušení a měřitelné změně tlaku. Zkoušku komplikují změny teploty zkoušeného objektu a jeho plynného obsahu. Pokud tyto okolnosti překračují přípustnou míru, musí se potřebné parametry měřit a korigovat vhodným výpočtovým postupem. Totéž platí, pokud vlhkost zkušebního plynu překročí určitou mez a chování vodní páry je nutno korigovat výpočtem. Zkouška je jednoduchá, ale pokud se vyžaduje vyšší citlivost, musí se korigovat všechny změny stavu takže je výpočet rozsáhlý a pracný. Citlivost zkoušky je závislá na velikosti zkoušeného objektu, době vymezené pro zkoušku a parametrech měřidla tlaku. Zkouška je vhodná pro výrobu i pro servis. Metoda je náročná na čas a správné početní zpracování naměřených hodnot, zejména změn teplot.

5.00 APLIKAČNÍ MODIFIKACE
5.21 Metoda měření změn tlaku pomocí referenčního tlaku
Zkouška probíhá shodně jako v bodě 4.20 a rozdíl je pouze ve způsobu měření změny tlaku. Tlak se měří diferenciálním způsobem vzhledem k referenčnímu tlaku. Tento způsob zapojení umožňuje při libovolně velkém zkušebním tlaku měřit pouze vzájemné změny mezi zkušebním tlakem a referenčním tlakem, které jsou relativně malé. Tím se dosahuje výrazného zkrácení doby zkoušky. Vyhodnocení výsledku je ovšem výpočtově složitější. Na tomto principu jsou řešeny zkušební automaty pro menší stavební prvky pro automobilový průmysl, neboť při dostatečně citlivém snímači diferenciálního tlaku ses doba zkušebního taktu zkrátí až na desítky sekund. Zkouška na tomto principu je vhodná pro výrobu i servis.

5.22 Metoda měření tlaku pomocí referenční netěsnosti
Základem metody je dvojí měření. Jednou podle bodu 4.20 jako běžná metoda měření poklesu tlaku, nebo podle bodu 5.21 s měřením poklesu tlaku proti referenčnímu tlaku. Při druhé zkoušce, která probíhá stejně, se ke zkoušenému objektu připojí referenční netěsnost porovnatelné velikosti (E+3 až E -2). Matematickým zpracováním naměřených výsledků se získá koeficient, který udává, kolikrát je skutečná netěsnost zkoušeného objektu větší nebo menší než netěsnost referenční. Výhodou je, že se některé obtížně měřitelné parametry při výpočtu navzájem eliminují. Jako referenční netěsnost se používá přesný jehlový, dávkovací ventil. Zkouška sama má tři podvarianty, které mají specifické přednosti. Základní variantou je obecná forma, ze které se odvodí varianta buď s pevným časovým intervalem, nebo s pevným intervalem změny tlaku. Přechod na kteroukoliv z podvariant je možný operativně, bez změny instrumentace.

5.23 Metoda měření změn tlaku pomocí referenčního objemu
Tato metoda je častá při výrobě většího počtu stejných součástí. Z produkce se vybere součást, jejíž integrální netěsnost je přijatelná a ostatní produkce se s ní porovnává. To znamená, že se při zvoleném zkušebním přetlaku měří diferenciální tlak mezi zkoušeným objektem a referenčním objemem. Pokles tlaku ve zkoušeném objektu nesmí být za stejný čas
větší než v objemu referenčním. Tlakový rozdíl musí být buď nulový, nebo ve prospěch zkoušeného objektu. Pro tento způsob zkoušení se vyrábí řídící jednotka spojená s měřidlem tlakového rozdílu, která má řídící procesor a několik programů zkoušení. Metoda je obvyklá při hromadné výrobě. Podmínkou úspěchu jsou kvalitní a spolehlivé zkušební přípravky, které jsou drahé.

5.24 Metoda udržování konstantního tlaku po přítržích s měřením doplňovaného množství
Tato metoda se používá často pro objekty většího objemu s malým zkušebním přetlakem. Zkoušený objekt se naplní zkušebním plynem na zkušební přetlak a v operativně stanovených intervalech se doplňuje zkušební plyn tak, aby byl zkušební tlak konstantní. Po určitém čase se volumetricky změří množství plynu, které jsme spotřebovali pro udržení konstantního zkušebního přetlaku. Pokud plyn doplňujeme ze zásobníku známé kubatury je úloha poměrně jednoduchá. Pokud se vyžaduje přesný výsledek, je opět nutno kompenzovat změny teploty a korigovat vliv vlhkosti plynu. Zkoušku lze automatizovat a potom nevadí dlouhá doba trvání.

5.25 Metoda kontinuálního udržování konstantního tlaku s měřením nastavení regulačního orgánu.
Tato metoda je variantou metody předchozí dle bodu 5.24. rozdíl je v tom, že úbytek plynu vyrovnáme kontinuálně pomocí vhodného regulačního orgánu (například elektronicky řízený dávkovací jehlový ventil). Jakmile se ustaví rovnováha na zkušebním tlaku, odečte se hodnota průtoku na regulačním orgánu a to je současně velikost netěsnosti. Průtok se pouze koriguje podle tlakového spádu a aktuální hustoty protékajícího media. Způsob zkoušení lze automatizovat.


 Související

Související témata
NDT kontrola TZ

 Hodnocení
Zhodnoťte, jak se Vám článek líbil (1 = výborný ... 5 = špatný)
 
průměrné hodnocení: 4 (počet známek: 1) 

Diskuze ke článku
V diskuzi není žádný příspěvek
Přihlášení/odhlášení odběru příspěvků e-mailem:
váš e-mail:

Podmínky užívání portálu TLAKinfo.
Připomínky, náměty a dotazy - redakce portálu.
© Copyright TLAKinfo 2005-2024, všechna práva vyhrazena.